光器件封装工艺
浏览次数：6310次  最近更新：2019-12-23 14:43:14

TOSA、ROSA和电芯片是光模块中成本比重最高的三个部分，分别占35%、23%和18%。TOSA、ROSA中的技术壁垒主要在于两方面：光芯片和封装技术。

一般ROSA中封装有分光器、光电二极管(将光压装换成电压)和跨阻放大器(放大电压信号)，TOSA中封装有激光驱动器、激光器和复用器。

TOSA、ROSA的封装工艺主要有以下几种：

1)TO-CAN同轴封装；

2)蝶形封装；

3)COB(ChipOnBoard)封装；

4)BOX封装。

TO-CAN同轴封装：壳体通常为圆柱形，因为其体积小，难以内置制冷，散热困难，难以用于大电流下的高功率输出，故而难以用于长距离传输。目前最主要的用途还在于2.5Gbit/s及10Gbit/s短距离传输。但成本低廉，工艺简单。

蝶形封装：壳体通常为长方体，结构及实现功能通常比较复杂，可以内置制冷器、热沉、陶瓷基块、芯片、热敏电阻、背光监控，并且可以支持所有以上部件的键合引线，壳体面积大，散热好，可以用于各种速率及80km长距离传输。

COB封装即板上芯片封装，将激光芯片粘附在PCB基板上，可以做到小型化、轻型化、高可靠、低成本。传统的单路10Gb/s或25Gb/s速率的光模块采用SFP封装将电芯片和TO封装的光收发组件焊接到PCB板上组成光模块。而100Gb/s光模块，在采用25Gb/s芯片时，需要4组组件，若采用SFP封装，将需要4倍空间。COB封装可以将TIA/LA芯片、激光阵列和接收器阵列集成封装在一个小空间内，以实现小型化。技术难点在于对光芯片贴片的定位精度(影响光耦合效果)和打线质量(影响信号质量、误码率)。

BOX封装属于蝶形封装，用于多通道并行封装。

25G及以下速率光模块多采用单通道TO或蝶形封装，有标准的制程和自动化设备，技术壁垒低。但对于40G及以上速率的高速光模块，受激光器速率限制(多为25G)，主要通过多通道并行实现，如40G由4*10G实现，而100G则由4*25G实现。高速光模块的封装对并行光学设计、高速率电磁干扰、体积缩小、功耗增加下的散热问题提出了更高的要求。随着光模块速率越来越高，单通道的波特率已经面临瓶颈，未来到400G、800G，并行光学设计会越来越重要。